燃料罐結構的製作方法
2023-09-22 16:02:10
本發明涉及一種燃料罐結構。
背景技術：
作為被搭載於汽車上的燃料罐的結構，在日本特開平8-170568號公報中公開了一種在燃料罐內設置有能夠膨脹以及收縮的伸縮膜的燃料罐結構。此外,公開了一種通過使伸縮膜所包圍的空間內的壓力高於燃料蒸氣的壓力，從而使伸縮膜與燃料的液面接觸以抑制蒸發燃料的產生的技術。
技術實現要素：
發明所要解決的課題
但是，在上述文獻的結構中，並未考慮到由於來自發動機的排氣、來自發動機組件的受熱以及來自路面的受熱等而造成燃料罐內的溫度上升的情況。因此，由於有時因隨著燃料罐內的溫度上升而導致的蒸發燃料(蒸發溶劑)的增加將會造成燃料罐內的壓力變大，因此，從抑制燃料罐內的壓力上升這一觀點出發，仍然有改善的餘地。
本發明為考慮到上述實際情況而實施的發明，其目的在於，獲得一種能夠抑制由燃料罐內的溫度上升而導致的燃料罐內的壓力上升的燃料罐結構。
用於解決課題的方法
第一方式的燃料罐結構具有：燃料罐，其被搭載於汽車上，並對燃料進行收納；袋狀部件，其被固定於所述燃料罐內的頂棚部上，並通過根據所述燃料罐中所收納的燃料的液面的高度而進行膨脹或收縮，從而維持與該液面的接觸狀態；溫度傳感器，其對所述燃料罐內的燃料或蒸發燃料的溫度進行檢測；冷卻風導入部，其在所述溫度傳感器所檢測到的燃料或蒸發燃料的溫度變為了高於預定的溫度的情況下，向所述袋狀部件的內部導入冷卻風。
在第一方式的燃料罐結構中，袋狀部件被固定於燃料罐內的上部處。並 且，該袋狀部件通過根據燃料罐中所收納的燃料的液面的高度而進行膨脹或收縮，從而維持與燃料的液面的接觸狀態。即，由於如果燃料罐內的燃料減少則液面的高度會降低，因此袋狀部件將會膨脹，從而維持與燃料的液面的接觸狀態。另一方面，由於如果通過供油等而使燃料增多則液面將變高，因此袋狀部件將會收縮，從而維持與液面的接觸狀態。由此，能夠抑制從燃料的液面上產生蒸發燃料的情況。
此外，設置有冷卻風導入部，所述冷卻風導入部在溫度傳感器所檢測到的燃料或蒸發燃料的溫度變為了高於預定的溫度的情況下，向袋狀部件的內部導入冷卻風。由此，在燃料的溫度增高了的情況下，能夠向袋狀部件的內部導入冷卻風以奪取燃料的熱量。其結果為，能夠使燃料的溫度降低，並且能夠使燃料罐內的蒸發燃料(蒸氣)減少。此外，通過維持袋狀部件與燃料的液面的接觸狀態，從而能夠有效地從燃料中奪取熱量。
第二方式的燃料罐結構為，在第一方式中，所述冷卻風導入部以包括導入管和冷卻裝置的方式而構成，所述導入管向所述袋狀部件導入空氣，所述冷卻裝置對流過所述導入管的空氣進行冷卻，在所述袋狀部件上連接有導出管，所述導出管通過將從所述導入管向所述袋狀部件被導入的冷卻風再次向所述導入管進行引導，從而使冷卻風循環。
在第二方式的燃料罐結構中，從導入管向袋狀部件導入被冷卻裝置冷卻後的空氣。並且，向袋狀部件導入的冷卻風通過導出管而被再次嚮導入管進行引導。通過以此方式使冷卻風循環，從而能夠將袋狀部件的內部的溫度維持為低溫，進而能夠有效地降低燃料的溫度。
第三方式的燃料罐結構為，在第一方式或第二方式中，在所述燃料罐中設置有收縮限制部件，所述收縮限制部件對於所述袋狀部件收縮至與預定的大小相比而較小的情況進行限制。
在第三方式的燃料罐結構中，能夠通過收縮限制部件而抑制袋狀部件破損的情況，從而能夠在袋狀部件的內部確保冷卻風的流道。
發明效果
如以上所說明的那樣，根據第一方式的燃料罐結構，具有能夠抑制由燃料罐內的溫度上升而造成的燃料罐內的壓力上升這一優異效果。
根據第二方式的燃料罐結構，具有能夠有效地抑制罐內的壓力上升這一優異效果。
根據第三方式的燃料罐結構，具有無論燃料的液面的高度如何均能夠良好地維持冷卻性能這一優異效果。
附圖說明
圖1為概要性地表示第一實施方式所涉及的燃料罐結構的整體結構的圖。
圖2為表示第一實施方式所涉及的燃料罐結構的主要部分的剖視圖，且為表示袋狀部件收縮後的狀態的圖。
圖3為表示袋狀部件膨脹後的狀態的與圖2相對應的圖。
圖4為概要性地表示第二實施方式所涉及的燃料罐結構的整體結構的圖。
具體實施方式
＜第一實施方式＞
以下，參照圖1至圖3，對第一實施方式所涉及的燃料罐結構進行說明。另外，在各圖中適當表示的箭頭標記UP表示燃料罐的上方側。此外，在本實施方式中，燃料罐的上方側與車輛上下方向的上方側一致。
如圖1所示，構成本實施方式所涉及的燃料罐結構的燃料罐10被形成為中空狀，並且被形成為能夠將燃料液體(以下，稱為「燃料GS」)收納於內部的形狀(例如，大致長方體的箱狀)。此外，燃料罐10的下表面通過未圖示的油罐帶而被支承。並且，通過使該油罐帶經由託架等而被固定在未圖示的地板面板上，從而使燃料罐10被安裝在地板面板上。
在燃料罐10上連接有大致筒狀的供油管12。並且，在供油管12的上端部處形成有供油口12A，通過將供油槍插入該供油口12A中而向燃料罐10注入燃料GS，從而實施供油。並且被構成為，在燃料罐10內的燃料GS的量較多的情況下，在供油管12中也收納有燃料GS的一部分。
供油管12的上端的供油口12A通過油箱帽14而被打開關閉。此外，在油箱帽14的外側配置有被設置在車身的側圍板等上的未圖示的加油口蓋。
油箱帽14在關閉的狀態下封閉供油口12A，從而對供油槍向供油管12的接近進行限制。相對於此，當油箱帽14打開時，供油管12的供油口12A被開放，從而能夠實現供油槍的向供油路徑的接近。
在燃料罐10內的頂棚部10A上設置有袋狀部件16以及收縮限制部件18。袋狀部件16以及收縮限制部件18的詳細情況將在後文中進行敘述。此外，在燃料罐10內的內壁的附近處配置有溫度傳感器36的檢測部36B。溫度傳感器36被構成為，包括被配置在燃料罐10的外側的主體部36A、和從主體部36A向下方延伸的棒狀的檢測部36B。並且，檢測部36B沿著燃料罐10的內壁而延伸至底部10B，且被構成為，能夠通過該檢測部36B而對燃料罐10內所收納的燃料GS的溫度進行檢測。另外，並不限定於此，也可以採用對蒸發燃料(蒸氣)的溫度進行檢測的結構。
在此，在燃料罐10的頂棚部10A上配置有冷卻風導入部21。冷卻風導入部21以包括導入管20和冷卻裝置24的方式而構成。此外，冷卻裝置24被構成為，具備未圖示的珀耳帖元件，並在溫度傳感器36所檢測到的燃料GS的溫度或蒸發燃料的溫度高於預定的溫度(例如，30℃)的情況下，向該珀耳帖元件通電，從而對流過導入管20的內部的空氣進行冷卻。
導入管20為用於向袋狀部件16導入冷卻風的管體，並在上下方向上延伸。此外，導入管20的下端部進入到燃料罐10的內部。另一方面，導入管20的上端部與構成冷卻風導入部21的冷卻裝置24相連接，並進一步向冷卻裝置24的上方延伸而與導出管22相連接。
導出管22為從袋狀部件16中導出空氣的管體，並且被構成為，包括在上下方向上延伸的縱部22A、和大致水平延伸的橫部22B。此外，縱部22A的下端部進入到燃料罐10的內部。另一方面，縱部22A的上端部被連接在橫部22B的一個端部上。並且，橫部22B的另一個端部與導入管20的上端部相連接。
在此，在導入管20與導出管22相連接的部分處連接有大氣開放管26的一個端部。大氣開放管26在與導出管22的橫部22B連接的方向上延伸，在大氣開放管26的另一個端部處形成有向大氣開放的開口26A。此外，在大氣開放管26的一端側以及另一端側處分別設置有開閉閥28以及壓力調節閥30。
開閉閥28被設置在導入管20與導出管22的連接部分的附近處。並且被構成為，通過對該開閉閥28進行打開關閉，從而能夠對導入管20及導出管22與大氣開放管26之間的空氣的出入進行調節。
壓力調節閥30被設置在開口26A的附近處。並且被構成為，通過打開壓 力調節閥30從而向大氣中排出大氣開放管26中的空氣，進而對大氣開放管26的壓力進行調節。另外，在開閉閥28為開閥的情況下，燃料罐10內的空氣將向大氣中被排出。
在大氣開放管26的開閉閥28與壓力調節閥30之間連接有分支管32的一個端部。分支管32從大氣開放管26向下方延伸，並被彎曲而沿著大氣開放管26延伸。並且，分支管32的另一個端部成為向大氣開放的開口32A。此外，在分支管32的另一個端部上設置有壓縮機34，壓縮空氣從該壓縮機34被朝向分支管32供給。
在此，溫度傳感器36、開閉閥28、壓力調節閥30、壓縮機34以及後述的冷卻裝置24與作為控制部的ECU(Electronic Control Unit：電子控制單元)38電連接。並且，通過ECU38而被控制。
接下來，對袋狀部件16以及冷卻裝置24進行說明。如圖2以及圖3所示，袋狀部件16被安裝於燃料罐10的上壁上。此外，袋狀部件16由能夠伸縮的樹脂材料形成，且其被構成為，能夠根據燃料罐10中所收納的燃料GS的液面的高度而進行膨脹或收縮。具體而言，如圖2所示，在燃料GS的液面處於較高的位置處的情況下，袋狀部件16進行收縮。此外，通過從ECU38向壓力調節閥30發送信號以使壓力調節閥30開閥，從而使袋狀部件16的內部的壓力下降而進行收縮。此時，袋狀部件16至少在導入管20與導出管22之間的區域內與燃料GS的液面接觸。
在此，在燃料罐10中設置有收縮限制部件18，所述收縮限制部件18對於袋狀部件16收縮至與預定的大小相比而較小的情況進行限制。收縮限制部件18被設置在導入管20與導出管22之間的區域內，並從燃料罐10的上壁起向下方突出。並且被構成為，在燃料GS到達至滿罐的液位的狀態下，收縮限制部件18與袋狀部件16接觸。由此，至少在導入管20與導出管22之間的區域中袋狀部件16沒有進一步收縮。
另一方面，如圖3所示，在燃料GS減少而使液面下降的狀態下，袋狀部件16根據該燃料GS的液面的高度而進行膨脹。具體而言，通過從ECU38向壓縮機34發送信號而向袋狀部件16輸送壓縮空氣，從而使袋狀部件16膨脹(參照圖1)。此外，袋狀部件16與燃料GS的液面接觸。以此方式，通過根據燃料GS的液面的高度而使袋狀部件16進行膨脹或收縮，從而維持袋狀部件16與燃料GS的液面的接觸狀態。
接下來，對使燃料罐10內的溫度降低的步驟進行說明。
通過溫度傳感器36而對燃料罐10內所收納的燃料GS的溫度進行檢測。並且，如果為該燃料罐10內所收納的燃料GS的溫度較低的狀態，則冷卻裝置24不工作。另一方面，在燃料GS的溫度變為了高於預定的溫度(例如，30℃)的情況下，從ECU38向冷卻裝置24發送信號，從而使冷卻裝置24工作。此時，無論袋狀部件16的狀態如何冷卻裝置24均進行工作。即，無論在袋狀部件16進行收縮的情況或進行膨脹的情況下冷卻裝置24均進行工作。在此，作為一個示例，參照圖2進行說明。
通過冷卻裝置24進行工作，從而使流過導入管20的空氣被冷卻，進而成為冷卻風並向袋狀部件16被導入。並且，向袋狀部件16被導入的低溫的空氣由於對流而下降，並沿著袋狀部件16的內表面移動。在此，由於袋狀部件16與燃料GS的液面接觸，因此冷卻風在從燃料GS奪取熱量的同時，以箭頭標記的方向流過袋狀部件16的內部。
並且，冷卻風由於奪取了燃料GS的熱量從而溫度升高。並且，隨著溫度的升高而上升併到達導出管22的附近的空氣，通過該導出管22而向上方移動。
流過導出管22的空氣到達與導入管20連接的連接部分。在此，在本實施方式中，以在燃料罐10的冷卻時使開閉閥28閉閥的方式進行控制。因此，高溫的空氣從導出管22嚮導入管20流動，並再次從冷卻風導入部21通過並被冷卻。此後，從導入管20向袋狀部件16被導入，並在奪取燃料GS的熱量的同時在袋狀部件16的內部移動。
根據以上的方式，通過使導入管20的空氣冷卻並循環，從而奪取燃料罐10的內部的熱量而使溫度降低。並且，在溫度傳感器36所檢測到的燃料GS的溫度變為了低於預定的溫度時，通過ECU38而使冷卻裝置24停止。此外，開閉閥28被開閥。另外，如圖3所示，袋狀部件16進行膨脹的情況也同樣地，能夠通過使冷卻風循環而從燃料GS奪取熱量，從而使燃料罐10內的溫度降低。
另外，也可以採用如下結構，即，即使在燃料GS的供油中等的、發動機處於停止的狀態下，但在溫度傳感器36檢測到的燃料GS的溫度變為了高於預定的溫度的情況下，也向袋狀部件16吹送冷卻風。即，在發動機處於停止的狀態下，只要從輔助電源等供給電力，則在燃料GS的溫度變為了高於預定 的溫度的情況下，也能夠使冷卻裝置24工作，從而能夠向袋狀部件16導入冷卻風。由此，燃料罐10內的壓力下降，從而在供油時燃料易於從供油管12進入燃料罐10內。即，能夠使供油的操作效率提高。
(作用以及效果)
接下來，對本實施方式所涉及的燃料罐結構的作用以及效果進行說明。
在本實施方式中，在燃料罐10內的溫度上升時，通過構成冷卻導入部21的冷卻裝置24而向袋狀部件16的內部導入冷卻風，從而從與燃料GS接觸的接觸部分奪取燃料GS的熱量。由此，能夠使燃料GS的溫度降低，並能夠使蒸發燃料減少。其結果為，能夠抑制燃料罐10內的壓力上升。特別是，由於在本實施方式中，通過珀耳帖元件而對空氣進行冷卻，因此與將常溫的空氣用作冷卻風的結構相比，冷卻效率較高而能夠在較短時間內使燃料GS的溫度降低。
此外，在本實施方式中，在燃料罐10的冷卻時使開閉閥28閉閥，並使冷卻風循環。由此，能夠將袋狀部件16的內部的溫度維持為低溫，並能夠有效地對燃料罐10進行冷卻。即，能夠有效地抑制燃料罐10內的壓力上升。
根據以上的方式，由於抑制了燃料罐10內的壓力上升從而無需設置過濾罐等的對蒸發燃料進行吸附的部件。即，當在燃料罐10內的壓力為較高的狀態下使壓力調節閥30開閥時，由於蒸發燃料將向大氣中被排出，因此會需要用於對該蒸發燃料進行吸附的過濾罐。相對於此，在本實施方式中，由於通過使燃料GS的溫度降低而抑制了燃料罐10的壓力上升，從而使燃料罐10內的蒸發燃料減少，因此無需過濾罐。
此外，在設置了過濾罐的情況下，為了使過濾罐淨化而需要通過來自進氣歧管的負壓來對過濾罐所吸附的蒸發燃料進行抽吸。在此，由於如果通過來自進氣歧管的負壓而對蒸發燃料進行抽吸，則會增加泵壓損失，因此將難以改善耗油率。另一方面，由於在本實施方式中無需設置過濾罐，並且也無需對蒸發燃料進行抽吸，因此能夠抑制泵壓損失。其結果為，能夠在抑制蒸發燃料的排出的同時改善耗油率。
並且，在本實施方式中，通過根據燃料GS的液面的高度而使袋狀部件16進行膨脹或收縮，從而維持袋狀部件16與液面的接觸狀態。由此，在使燃料GS冷卻時，能夠迅速地從燃料GS中奪取熱量。即，在燃料GS的液面與袋狀部件16隔開的結構中，與袋狀部件16與液面接觸的情況相比，冷卻效 率將會降低。相對於此，通過維持袋狀部件16與液面的接觸狀態，從而能夠抑制冷卻效率的降低，並能夠及早使燃料GS的溫度降低。此外，通過維持袋狀部件16與液面的接觸狀態，從而能夠抑制蒸發燃料的產生，進而抑制燃料罐10內的壓力上升。
此外，在本實施方式中，能夠通過收縮限制部件18來抑制袋狀部件16發生破損的情況。由此，無論燃料GS的液面的高度如何均能夠確保冷卻風的流道，從而能夠良好地維持燃料GS的冷卻性能。
＜第二實施方式＞
接下來，參照圖4，對第二實施方式所涉及的燃料罐結構進行說明。另外，對於與第一實施方式相同的結構標註相同符號並適當省略說明。
如圖4所示，在本實施方式所涉及的燃料罐結構中，在燃料罐10的頂棚部10A上連接有導入管52以及導出管54。導入管52為用於向袋狀部件16導入空氣的管體，並在上下方向上延伸。此外，導入管52的下端部進入到燃料罐10的內部。另一方面，導入管52的上端部與作為冷卻風導入部的蓄電池室57相連接。
在此，在蓄電池室57中搭載有蓄電池58，在該蓄電池58的上方設置有用於對蓄電池58進行冷卻的鼓風機60。鼓風機60以包括電動機60A和旋轉葉片60B的方式而構成。並且，通過向電動機60A中流通電流以使之驅動，從而使旋轉葉片60B旋轉，且通過向蓄電池58送出空氣(冷卻風)，從而對蓄電池58進行冷卻。
此外，在蓄電池室57中的導入管52的連接部分處設置有流量調節部件62。在本實施方式中，作為一個示例，設置有扁平且大致圓筒狀的流量調節部件62，在該流量調節部件62的中央部分處形成有與導入管52相比而直徑較小的貫穿孔62A。並且被構成為，通過使該貫穿孔62A與導入管52連通，從而能夠嚮導入管52導入從鼓風機60送出的空氣。
並且，流量調節部件62例如以能夠通過齒條與小齒輪等的機構而在與導入管52的軸向(上下方向)正交的方向上移動的方式而構成。因此被構成為，通過使流量調節部件62移動，從而使導入管52與貫穿孔62A在軸向上重疊的面積發生變化，進而能夠對從蓄電池室57嚮導入管52被導入的空氣的流量進行調節。
在導入管52上連接有大氣開放管56的一個端部。大氣開放管56水平地 延伸，在大氣開放管56的另一個端部上形成有向大氣開放的開口56A。此外，在大氣開放管56上，從開口56A側起依次設置有壓力調節閥30以及開閉閥28。另外，開閉閥28、壓力調節閥30、溫度傳感器36、流量調節部件62以及鼓風機60的電動機60A分別與ECU38電連接。
(作用以及效果)
接下來，對本實施方式所涉及的燃料罐結構的作用以及效果進行說明。
在本實施方式中，在溫度傳感器36所檢測到的燃料GS的溫度變為了高於預定的溫度(例如，30℃)的情況下，從ECU38向流量調節部件62發送信號。由此，從鼓風機60送出的空氣經由流量調節部件62的貫穿孔62A而嚮導入管52被導入。此時，ECU38以使流量調節部件62成為與導入管52處於同軸上的方式而對位置進行調節。由此，來自鼓風機60的空氣嚮導入管52被導入。
嚮導入管52被導入的空氣在導入管52中下降，並向袋狀部件16被導入。在此，由於開閉閥28通過ECU38而被閉閥，因此空氣不會向大氣開放管56流動。
向袋狀部件16被導入的空氣由於對流而下降，並沿著袋狀部件16的內表面移動。在此，由於袋狀部件16與燃料GS的液面接觸，因此空氣在從燃料GS奪取熱量的同時，沿箭頭標記的方向而流過袋狀部件16的內部。
並且，因奪取燃料GS的熱量從而溫度升高了的空氣將會上升並嚮導出管22被導出，並且通過該導出管54而向大氣開放。即，在本實施方式中被設為，不使空氣循環的結構。此外，由於也不使用珀耳帖元件等而對空氣進行冷卻，因此，無需考慮珀耳帖元件的排熱側的冷卻等。
在溫度傳感器36所檢測到的溫度變為了低於預定的溫度時，ECU38使流量調節部件62移動，從而封閉導入管52的上端側的開口。即，解除蓄電池室57與導入管52的連通狀態。由此，空氣的流動停止，並停止燃料GS的冷卻。
根據以上的方式，通過以與第一實施方式相同的方式而向袋狀部件16送入空氣，從而能夠從袋狀部件16與液面接觸的接觸部分奪取熱量，進而使燃料GS的溫度降低。此外，在本實施方式中，由於利用使蓄電池58冷卻的鼓風機60來導入空氣，因此無需另行準備冷卻裝置，從而能夠削減部件的數量。關於其他的作用，均與第一實施方式相同。
以上，對本發明的第一實施方式以及第二實施方式進行了說明，但是本發明並不限定於上述的結構，顯然在不脫離其主旨的範圍內，在上述的結構以外也能夠通過各種方式來進行實施。例如，雖然在上述實施方式中採用了如下結構，即，溫度傳感器36的檢測部36B延伸至燃料罐10的底部，並對所收納的燃料GS的溫度進行檢測，但是並不限定於此。例如，雖然在第一實施方式中，對具備作為冷卻裝置24的珀耳帖元件的裝置進行了說明，但是並不限定於此。也可以採用在導入管的內部通過冷卻水的水配管而對空氣進行冷卻的結構。
並且，雖然在上述實施方式中，在燃料罐10的內部配置有兩個收縮限制部件18，但是並不限定於此。例如，也可以配置三個以上的收縮限制部件18。此外，還可以採用不設置收縮限制部件18的結構。在該情況下，通過對滿罐時的燃料GS的液面的高度進行調節，從而即使不設置收縮限制部件18也能夠在袋狀部件16的內部確保空氣的流道。
此外，關於袋狀部件16的形狀也並沒有特別限定，可以採用其他的形狀。例如，也可以使用將外周面設為褶皺狀且能夠上下伸縮的筒狀的袋狀部件。